CERN'deki LHCb deneyinde çalışan fizikçiler, yaklaşık 10 milyar bozunumda bir gerçekleşen, o kadar nadir bir parçacık bozunumuna dair kanıt buldu ve 40 yılı aşkın süredir devam eden bir arayışı sona erdirdi.
Sonuç, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı içindeki yüksek enerjili proton çarpışmalarında üretilen, alt kuark içeren kısa ömürlü bir hadron olan bir güzellik parçacığıyla ilgili. İşbirliği gözlemi bu hafta bildirdi.
Nadir bir bozunum neden peşinden koşmaya değer
Nadir bozunumlar tam da nadir oldukları için yararlıdır. Standart Model'de belirli bir bozunumun olasılığı yüksek hassasiyetle hesaplanabilir. Bir deney tahminden farklı bir oran ölçerse, bu fark henüz gözlemlenmemiş parçacıklara veya kuvvetlere işaret eder.
Bozunumu beklenen oranda bulmak, bu nedenle standart tablonun kırılabileceği bir yerde ayakta kaldığının testidir. Aynı zamanda farklı bir oran öngören bir dizi önerilen modeli de dışlar.
Ölçüm nasıl yapıldı
LHCb dedektörü, proton çarpışmalarında üretilen parçacıkları tanımlamak ve kısa mesafelerdeki yollarını izlemek için tasarlandı. Güzellik parçacıkları dedektör içinde nanosaniyenin bir kesri içinde bozunur; bu nedenle deney, neyin üretildiğini ve nasıl dağıldığını yeniden oluşturmak için hassas izleme ve parçacık tanımlamaya dayanır.
Sinyali arka plandan ayırmak, birkaç yıllık çalışma boyunca toplanan çok büyük bir veri setinin analizini gerektirdi. İşbirliği, sonucun Standart Model ile uyumlu olduğunu ve ölçümün artık birkaç yeni fizik modeli sınıfına daha sıkı sınırlar koyduğunu söyledi.
Sırada ne var
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, çarpışma oranını ve kaydedilen veri hacmini artırmayı amaçlayan bir yükseltme dönemine giriyor. Daha fazla veri, LHCb'nin gözlemi doğrulamasına ve ilgili bozunumları daha yüksek hassasiyetle ölçmesine olanak tanıyacak.
Fizikçiler uzun zamandır, eğer varsa, yeni fiziğin erişilebilir enerjilerde Standart Model'de büyük ölçüde bastırılan süreçlerde ilk olarak ortaya çıkacağını bekliyordu. Şimdiye kadar bu arayışlar sapma yerine uyum buldu; bu da kendi başına bir sonuç: teorisyenlere yeni parçacıkların nerede saklanamayacağını söylüyor.